用于运动目标的跟踪方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种用于运动目标的跟踪方法和系统。所述跟踪方法包括：获取带有运动目标的二维图像和三维图像，并根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据，并根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸和所述运动目标的类型在所述二维图像中对所述运动目标进行标注。根据本发明专利技术提出的技术方案，能够在不增加计算复杂度的情况下，实现对运动目标准确地检测跟踪。

Method and system for tracking moving objects

The embodiment of the invention provides a tracking method and a system for moving objects. The tracking method comprises the following steps: acquiring 2D images and 3D images with moving objects, and to determine the moving target in the two-dimensional image size in the two-dimensional image and three-dimensional image; according to the characteristics of the image data of the moving object in the two-dimensional image in size from the two dimensional image extraction the moving target, and according to the type of the image feature data to determine the moving target; according to the types of the moving objects in the 2D image size and the moving target in the two-dimensional image of the moving target mark. According to the technical proposal proposed by the invention, the moving target can be accurately detected and tracked without increasing the computational complexity.

【技术实现步骤摘要】
用于运动目标的跟踪方法和系统
本专利技术涉及图像处理技术，尤其涉及一种用于运动目标的跟踪方法和系统。
技术介绍
运动目标检测跟踪是计算机视觉领域内一个极富挑战性的研究课题，在视频监控、交通流量观测、机器人导航以及视频图像压缩和传输等方面都具有广泛的应用。基于二维光学图像的监控仅能够提供视频和图像信息，而难以再从监控中获得其他信息，从而大大限制了监控视频先验预警效能的发挥。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术存在以下问题：现有的基于二维光学图像的运动目标检测跟踪方法随着目标的变大或变小，不能够有效地将跟踪到的虚警目标和真实目标进行区分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于运动目标的跟踪方法和系统，以准确地检测和跟踪运动目标。根据本专利技术的一方面，提供一种用于运动目标的跟踪方法，所述跟踪方法包括：获取带有运动目标的二维图像和三维图像，并根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据，并根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸和所述运动目标的类型在所述二维图像中对所述运动目标进行标注。可选地，所述根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸包括：提取所述运动目标在所述三维图像中的尺寸以及所述运动目标与图像采集装置之间的距离；如果所述运动目标在所述三维图像中的尺寸与预设尺寸的差值小于等于差值阈值，则根据所述运动目标在所述三维图像中的尺寸和所述距离确定所述二维图像中单个像素代表的实物尺寸，并且根据所述运动目标在所述三维图像中的尺寸计算所述运动目标在所述二维图像中的尺寸。可选地，所述根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型包括：将所述图像特征数据输入预先训练的图像分类器，获取所述运动目标的类型。可选地，所述根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据包括：如果所述运动目标在所述二维图像中的尺寸大于等于尺寸阈值，则从所述二维图像提取所述运动目标的局部特征数据；或者，如果所述运动目标在所述二维图像中的尺寸小于所述尺寸阈值，则从所述二维图像提取所述运动目标的全局特征数据。可选地，在所述根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型之前，所述跟踪方法还包括：获取多个图像，多个所述图像中的目标分别标注目标类型以及目标大小信息；根据所述目标大小信息分别从多个所述图像中提取目标的图像特征数据，所述图像特征数据为目标的局部特征数据或目标的全局特征数据；以所述图像特征数据以及与所述图像特征数据相应的目标类型作为样本训练用于识别运动目标的类型的图像分类器。可选地，所述根据所述目标大小信息分别从多个所述图像中提取目标的图像特征数据包括：如果所述目标大小信息大于等于所述尺寸阈值，则从所述图像中提取目标的局部特征数据；如果所述目标大小信息小于所述尺寸阈值，则从所述图像中提取目标的全局特征数据。可选地，根据以下公式来计算所述二维图像中单个像素代表的实物尺寸其中，ɑ为所述图像采集装置的视场角，d为所述运动目标与所述图像采集装置之间的距离，l为所述图像采集装置拍摄的正方形环境尺寸的边长，M和N分别为所述二维图像的宽度和高度。可选地，根据以下公式计算所述运动目标在所述二维图像中的第二尺寸其中，M和N分别为所述二维图像的宽度和高度，m和n分别为从所述三维图像提取所述运动目标的宽度和高度，其中，mM/l为所述二维图像中所述运动目标的宽度，nN/l为所述二维图像中所述运动目标的高度。可选地，所述局部特征数据通过尺度不变特征变换算法提取，所述全局特征数据通过小波矩特征算法提取。根据本专利技术的另一方面，还提供一种用于运动目标的跟踪系统，其中，所述跟踪系统包括用于采集带有运动目标的二维图像的二维图像采集装置、用于采集带有运动目标的三维图像的三维图像采集装置以及图像分析单元，所述图像分析单元用于执行如前所述的任一种跟踪方法，其中，所述二维图像采集装置和三维图像采集装置集成在一个图像采集装置中，或放置在一起同步地工作。根据本专利技术示例性实施例的用于运动目标的跟踪方法和系统，通过对同步采集的带有运动目标的二维图像和三维图像进行处理、分析，并且利用三维图像具有尺寸不变性的特点，将从三维图像获得的运动目标的实际尺寸来计算二维图像中运动目标的尺寸；进一步地根据运动目标的图像特征数据，确定所述运动目标的类型，从而将虚警目标从运动目标中剔除；进而在二维图像中调整运动目标的跟踪框的大小，能够在不增加计算复杂度的情况下，准确地检测和跟踪运动中的目标。附图说明图1是示出根据本专利技术的总体专利技术构思的技术方案的示意图；图2是示出结合运动目标的二维图像和三维图像计算二维图像中单个像素所代表的实际尺寸的示意图；图3是示出根据本专利技术实施例一的用于运动目标的跟踪方法的流程图；图4是示出根据本专利技术实施例二的用于运动目标的跟踪方法的流程图；图5是示出根据本专利技术实施例三的用于运动目标的跟踪系统的逻辑框图；图6是示出根据本专利技术实施例二的用于运动目标的跟踪方法的跟踪结果的示意图。具体实施方式本专利技术的基本构思是，提供一种通过对包含运动目标的二维图像和三维图像进行分析实现准确地对运动目标进行检测与跟踪的方案。具体地，将从包含运动目标的三维图像提取的距离信息以及运动目标的尺寸信息引入二维光学图像的检测跟踪算法中进行分析和融合，并且根据二维图像中运动目标的图像特征数据确定所述运动目标的类型，剔除虚警运动目标，以准确地跟踪目标，特别是运动中的目标。通过本专利技术提出的技术方案，能够在不增加算法复杂度的情况下，准确剔除虚警目标，进一步为尺寸逐渐减小或逐渐增大的运动目标自动地选择合适的跟踪窗口大小，大大地提高运动目标检测跟踪算法的适应性和鲁棒性，并且对尺寸变化的运动目标进行准确地检测与跟踪。具体地，运动目标包括但不限于移动中的人体、车辆和/或动物等等。运动目标的三维点云图像包含了运动目标的三维形状信息和距离信息，而不包含二维图像中的RGB色彩信息；此外，三维点云图像具有尺寸不变性，无需考虑二维图像中因旋转、移动等变化而带来的形变。由于监控视频的主要监控目标是运动目标，而运动目标在监控视频画面中所占比例的大小，受摄像头焦距、运动目标和摄像头之间的距离的影响会有很大变化，因此为了尽可能实现在视频画面中对运动目标的连续跟踪，将运动目标的三维点云数据引入到二维图像的运动目标检测方法中，实现在视频中对运动目标进行连续跟踪。以下参照图1和图2描述根据本专利技术的总体专利技术构思的技术方案的基本原理。图1是示出根据本专利技术的总体专利技术构思的技术方案的示意图。参照图1，根据本专利技术的总体专利技术构思，通过集成有二维图像采集装置和三维图像采集装置的图像采集装置或放置在一起的二维图像采集装置和三维图像采集装置分别连续地采集含有运动目标的场景图像(即运动目标的二维图像110和运动目标的三维图像120)。以下以运动目标为移动中的人体为例说明，运动目标为移动中的其他目标的原理相同。此后，根据采集的人体目标的三维图像120提取人体目标的高度、宽度等尺寸信息以及其与图像采集装置之间的距离，再提取从二维光学图像检测跟踪到的人体目标，然后根据提取到的人体目标与图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运动目标的跟踪方法，所述跟踪方法包括：获取带有运动目标的二维图像和三维图像，并根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据，并根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸和所述运动目标的类型在所述二维图像中对所述运动目标进行标注。

【技术特征摘要】
1.一种用于运动目标的跟踪方法，所述跟踪方法包括：获取带有运动目标的二维图像和三维图像，并根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据，并根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型；根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸和所述运动目标的类型在所述二维图像中对所述运动目标进行标注。2.根据权利要求1所述的跟踪方法，其中，所述根据所述二维图像和三维图像确定所述运动目标在所述二维图像中的尺寸包括：提取所述运动目标在所述三维图像中的尺寸以及所述运动目标与图像采集装置之间的距离；如果所述运动目标在所述三维图像中的尺寸与预设尺寸的差值小于等于差值阈值，则根据所述运动目标在所述三维图像中的尺寸和所述距离确定所述二维图像中单个像素代表的实物尺寸，并且根据所述运动目标在所述三维图像中的尺寸计算所述运动目标在所述二维图像中的尺寸。3.根据权利要求1或2所述的跟踪方法，其中，所述根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型包括：将所述图像特征数据输入预先训练的图像分类器，获取所述运动目标的类型。4.根据权利要求3所述的跟踪方法，其中，根据所述运动目标在所述二维图像中的尺寸从所述二维图像提取所述运动目标的图像特征数据：如果所述运动目标在所述二维图像中的尺寸大于等于尺寸阈值，则从所述二维图像提取所述运动目标的局部特征数据；或者，如果所述运动目标在所述二维图像中的尺寸小于所述尺寸阈值，则从所述二维图像提取所述运动目标的全局特征数据。5.根据权利要求4所述的跟踪方法，其中，在所述根据所述图像特征数据确定所述运动目标的类型之前，所述跟踪方法还包括：获取多个图像，多个所述图像中的目标分别标注目标类型以及目标大小信息；根据所述目标大小信息分别从多个所述图像中提取目标的图像特征数据，所述图像特...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕书华，谭志国，李洪，
申请(专利权)人：湖南拓视觉信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43